TERMOFISIKA

Posted by : Intan Nur K

Akper Yappi Srg.... Just Do Care

TERMOFISIKA

dr.Joko Daryanto, sragen

TERMOMETRIK

- Untuk mengetahui suhu perlu alat ukur serta satuan dasar

- Alat pengukur suhu      Termometer

- Prinsip dasar termometer      pemuaian yang merupakan indeks temperatur.

    ex : termometer alkohol, termometer air raksa

=>Macam Termometer

-          Termometer air raksa / alkohol

-          Termometer tahanan / termistor termometer

-          Termometer elemen / termocouple

-          Termometer gas yang bervolume tetap

-          Pyrometer optik

Di bidang kedokteran yang populer dan sering dipakai yaitu termometer air raksa dan termometer alkohol

=>SKALA TEMPERATUR

    - Di Indonesia – ^oC / derajat celsius

     - Bidang kedokteran – ^oC

     - Bidang penelitian – ^oF, ^oK, ^oR, ^ORc

=>PENGATURAN SUHU TUBUH

            -Proses fisiologis – keseimbangan antara produk panas dan kehilangan panas

-Manusia / mamalia – “ warm blood “, dimana suhu tubuh tetap walaupun suhu lingkungan berubah.

-Produksi panas dan kehilangan panas tubuh diatur oleh susunan saraf pusat yang mengatur metabolisme, sirkulasi darah, respirasi, dan kontraksi otot

-Temperatur normal tubuh – 37 ^oC

-Tempat pengaturan suhu tubuh – aksila, sub lingual, rectal 

=>Pengaturan Temperatur Tanpa Umpan Balik

-- Pada benda mati

-- Satu arah

-- Misal :

   -  logam dipanaskan – suhu meningkat – memuai

   -  Pada suhu tinggi logam pancarkan panas logam panas dimasukkan air dingin air menjadi dingin dan logam menjadi hangat akhirnya semuanya menjadi dingin, karena logam  tidak memproduksi panas.

* Suhu berubah sesuai lingkungan    

=>Pengaturan Temperatur Dengan Umpan Balik

-- Pada manusia suhu tubuh konstan / tetap walaupun suhu lingkungan berubah

-- Ada keseimbangan peningkatan dan penurunan panas dari tubuh

-- Panas tubuh dapat hilang dan masuk ke dalam lingkungan melalui :

       * konveksi       |

       * radiasi           |           dikontrol oleh SSP

       * evaporasi      |

.=> Konveksi : bila suhu sekeliling objek lebih rendah dari suhu lingkungan

.=> Radiasi : suhu udara behubungan langsung dengan tubuh dan suhu sekeliling objek tersebut sangat rendah

.=>Evaporasi : out put dari evaporasi kulit dan paru-paru

.=>Mekanisme aktivitas tubuh pada lingkungan :

--- DINGIN ---

 Produksi panas naik

    - menggigil

    - kelaparan – nafsu makan

       naik

    - aktivitas otot lurik

       meningkat

    - peningkatan sekresi

       epineprin & norepineprin

 Kehilangan panas turun

    - penyempitan pembuluh

       darah kulit

     - kulit mengkerut

---- PANAS ---

 Kehilangan panas naik

     - berkeringat

     - peningkatan

        pernafasan

     - pelebaran pembuluh

        darah kulit

 Produksi panas turun

     - nafsu makan turun

      - lesu dan lembam

TRANSFER PANAS

Energi panas yang hilang atau masuk dalam tubuh melalui kulit ada 4 cara :

     a. konduksi

     b. konveksi

     c. radiasi

     d. evaporasi

n  KONDUKSI

.>Pemaparan panas dari suatu objek yang suhunya lebih tinggi ke objek lain dengan jalan kontak langsun.>

.> Kecepatan secara konduksi tergantung besarnya perbedaan temperatur dan konduktivitas termal dari bahan.

.> Logam --- baik

.> Udara --- jelek 

n  KONVEKSI

.> Pemindahan panas dengan cara aliran panas

.> Terjadi karena pemanasan yang asimetris

.> Pertukaran panas dan gaya konduksi berbanding lurus dengan perbedaan temperatur antara kulit dan udara dan percepatan udara

n  RADIASI

.> Transfer panas dari suatu permukaan objek ke objek lain tanpa kontak dari kedua objek

.> Benda hitam penyerap radiasi terbaik

.> Pada lingkungan dengan temperatur 23^oC sebagian besar tubuh kehilangan panas secara radiasi.

.> Pada suhu lingkungan 34^oC tubuh tidak melakukan radiasi

n  EVAPORASI

.> Penguapan – peralihan panas dari bentuk cairan menjadi uap

.> Terjadi lewat kulit dan paru-paru

.> Lewat paru-paru manusia kehilangan 9X10³kal/gr

.> Kehilangan panas lewat evaporasi terjadi bila :

    - perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit

       dan udara ambien

     - adanya gerakan angin

     - adanya kelembaban

n   Energi Panas Di Bidang Medik

.> Untuk terapi ------- fisioterapi

.> Efek Panas

   Bila mengenai suatu bagian tubuh – suhu naik

  a. secara fisik – cair, padat, gas, akan memuai

  b. secara kimia – suhu naik – rx. kimia meningkat

  c. secara biologis – efek panas – peradangan – vasodilatasi pembuluh darah – meningkatkan aliran darah – peredaran darah lancar – suplai oksigen dan zat gizi lancar – metabolisme meningkat

n  Penggunaan Energi Panas Untuk Pengobatan

Jenis metode yang digunakan :

   a. metode konduksi

   b. metode radiasi

   c. metode elektromagnetis

   d. metode gelombang ultrasonik

n  Metode Konduksi

.> Dasar fisika – dua benda yang beda panas akan terjadi transfer panas dari yang panas ke dingin

.> Transfer panas tergantung oleh :

      - luas daerah kontak            - beda temperatur

      - material konduksi panas    - lama kontak

Contoh untuk pengobatan :

   1. kantong air panas – nyeri

   2. handuk panas – otot yang sakit

   3. mandi uap / turkish bath – relaksasi otot

  4. lumpur panas / mud packs

   5. wax bath / parafin bath – nyeri sendi

   6. elektrik pads – nyeri, LBP

Metode 1 – 6 pada fisioterapi biasanya digunakan pada :

  - neuritis             - strain    

  - contusio otot     - low back pain

  - sinusitis            - dll

Metode Radiasi
Pemanasan permukaan tubuh – mirip pemanasan dengan nyala api / sinar matahari

n  ELEKTRIK FIRE

 a. old type fire

    - daya 750 watt

    - radiasi merah – infra

      red

    - home treatmen

 b. pencil bar type

    - dengan reflektor   rektanguler “shape like acous tie type”

n  INFRA MERAH

  - lampu pijar 350 watt – 1000 watt diberi filter merah

  - serupa dengan metode konduksi panas tapi lebih efektif dan penetrasi lebih dalam

Metode Elektromagnetis

|

\/

               -|--------------------------------------------------------------------------------------|----

Short wave diatermi                                                                          Micro wave diatermi

Short wave diatermi
(diatermi gelombang pendek)

TEHNIK KONDENSOR

-          Dengan 2 metal plate elektrode yang diletakkan bersebelahan

-          terjadi aliran bolak-balik – temperatur meningkat

TEHNIK INDUKSI

-          Bagian tubuh yang akan dipanasi dililitkan kabel yang dialiri listrik – sehingga jaringan tubuh terletak di dalam medan magnet dari suatu koil

-          Aliran bolak-balik dalam koil – timbul medan magnet bolak-balik -- panas

=>Frekuensi yang digunakan pada short wave diatermi 1mHz.
Biasanya digunakan pada : 

- Kram otot / muscle spasme

- Nyeri invertebral disk – Low Back Pain

- Penyakit degeneratif pada sendi – RA

- Radang bursa / bursitis

n  Micro wave diatermi

.> Penggunaannya lebih mudah

.> Termasuk gelombang radio dengan ossilasi pada frekuensi yang sangat tinggi

.> Energi terletak antara short wave diatermi dan infra merah

.> Menggunakan frekuensi 900 mHz

.> Digunakan pada pengobatan :

   - patah tulang  - radang tendon  

   - bursitis          - sprains dan strains 

   - arthritis

n  Metode Gelombang Ultrasonik

.> Diperoleh dari gelombang bunyi (audible sound) dengan frekuensi mendekati 1MHz.

.> Pada penggunaan piezo elektrik tranduser diletakkan pada jaringan yang akan diobati

.> Efektif pada tulang dibanding jaringan lunak karena tulang menyerap panas

.> Dipakai juga untuk diagnostik ( USG )

ENERGI DINGIN

=>Kriogenik : pengetahuan dan tehnologi yang menggunakan / menghasilkan suhu sangat rendah / beku

=>Kriobiologi : mempelajari efek suhu rendah pada biologi kedokteran

n  Efek jaringan tubuh bila kena suhu beku :

.> Krioadhesi / menghasilkan adhesi

.> Krionekrosis / merusak jaringan

    - pecahnya membran sel      - hipometabolisme

    - dehidrasi intra sel              - iskemik lokal

    - denaturasi protein             - respon imunologis  

.> Hemostasis / beku darah

.> anestesia / hilang rasa sakit      

n  Penggunaan temperatur rendah di bidang kedokteran :

1. Penyimpanan darah (bank darah)
2. Penyimpanan sperma (bank sperma)
3. Penyimpanan bone marrow (sumsum tulang)
4. Penyimpanan jaringan tubuh lain
5. Penyimpanan obat-obatan
6. Pengobatan memar / oedem akibat trauma akut, juga pada sakit kepala – dengan ice bag
7. Pengobatan nyeri dan bengkak lokal – kompres dingin
8. Operasi jaringan kanker -- kriosurgery
9. dll

      .> Biasanya dipakai cairan nitrogen dengan titik didih -196 ^oC

   Dapat juga dipakai :  N₂O (-89,5^oC)

                                  Freon 22 (-41^oC)

                                  CO2 padat (-79^oC)

.> Untuk operasi kanker, digunakan nitrogen cair (-196 ^oC)

.> Untuk penyimpanan darah, – whoole blood + antikoagulan – disimpan pada suhu 4 ^oC                                                                                                    

n   Agar darah dapat tahan lama dipakai 2 tehnik :

1.  Thin walled container / wadah berdinding tipis

     - dari metal tipis dengan 2 lapis dinding, darah terletak diantara 2 dinding tersebut. Pembekuan dengan nitrogen cair (-196^oC)

2.  Blood sand metode

     - darah disemprot pada permukaan cairan nitrogen sehingga terbentuk butir-butir darah – disimpan dan dikumpulkan pada tempat khusus

l   Termografi untuk Diagnostik

.> Setiap benda memancarkan radiasi – dibuat termogram dari infra merah radiasi permukaan tubuh manusia.

.> Dengan tehnik termografi ini dapat didiagnosis :

   1. Ca mamae

   2. vaskuler disease

   3. follow up penderita post op DM

   4. stroke

   5. artritis akut, dll